电荷和电场教案

《 大学物理（电磁学） 》期末综合复习资料

一、选择题

??1、一电场强度为E的均匀电场，E的方向与X轴正向平行，如图所示．则通过图中一半

径为R的半球面的电场强度通量为

（A）?R2E．（B）?R2E． （C）2?R2E．

12（D）0

2、如图所示，直线MN长为2l，弧OCD是以N点为中心，l为半径的半圆弧，N点有正电荷+q，M点有负电荷-q．今将一试验电荷+q0从O点出发沿路径OCDP移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作功

（A） A＜ 0且为有限常量．（B） A＞ 0且为有限常量． （C） A＝∞．（D） A＝ 0．

3、下列几个说法中哪一个是正确的？

（A）电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向． （B）在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同．

???（C）场强方向可由E?F/q0定出，其中q0为试探电荷的电量，q0可正、可负，F为试

探电荷所受电场力． （D）以上说法都不正确．

4、有一带正电荷的大导体，欲测其附近P点处的场强，将一电荷量为q0 (q0 >0 )的点电荷放

在P点，如图所示，测得它所受的电场力为F．若电荷量q0不是足够小

电荷电场

第一章

静止电荷的电场

教学基本要求基本概念 例题分析

电荷电场

一、教学基本要求:1、掌握静电场的场强概念及电场强度叠加原理。 能计算一些简单带电体的电场强度。 2、理解静电场的基本规律：高斯定理。理解用高 斯定理计算电场强度的条件和方法，并能较熟练的 应用。了解电偶极矩的概念，能计算电偶极子在均 匀电场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电 场中的受力和运动。

电荷电场

二、基本概念库仑定律 电场及 电场强度 电场强度 叠加原理 电场线 电场强度 通量

高斯定理 典型电荷 的电场

电荷电场

库仑定律在真空中，两个静止点电荷之间相互作用力与两 个点电荷的电荷量 q1 和 q2 的乘积成正比，而与这两 个点电荷之间的距离 r21(或 r12 )的平方成反比，作 用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号相斥，异 号相吸。

F21

q1q2 r 2 21 4 0 r21 12

0 8.8542 10 C 2 N 1m 2

电荷电场

电场及电场强度 电场： 理论和实践证明：电场是一种客观存在的物质形态(它与由分子、原子等组成的实物一样),具有 质 量、能量、动量和角动量。电场对电荷的作用力称 为电场力，库仑力本质上是电场力。静电场是相对 观察

电荷电场

第一章

静止电荷的电场

教学基本要求基本概念 例题分析

电荷电场

一、教学基本要求:1、掌握静电场的场强概念及电场强度叠加原理。 能计算一些简单带电体的电场强度。 2、理解静电场的基本规律：高斯定理。理解用高 斯定理计算电场强度的条件和方法，并能较熟练的 应用。了解电偶极矩的概念，能计算电偶极子在均 匀电场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电 场中的受力和运动。

电荷电场

二、基本概念库仑定律 电场及 电场强度 电场强度 叠加原理 电场线 电场强度 通量

高斯定理 典型电荷 的电场

电荷电场

库仑定律在真空中，两个静止点电荷之间相互作用力与两 个点电荷的电荷量 q1 和 q2 的乘积成正比，而与这两 个点电荷之间的距离 r21(或 r12 )的平方成反比，作 用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号相斥，异 号相吸。

F21

q1q2 r 2 21 4 0 r21 12

0 8.8542 10 C 2 N 1m 2

电荷电场

电场及电场强度 电场： 理论和实践证明：电场是一种客观存在的物质形态(它与由分子、原子等组成的实物一样),具有 质 量、能量、动量和角动量。电场对电荷的作用力称 为电场力，库仑力本质上是电场力。静电场是相对 观察

利用MATLAB模拟点电荷电势的分布

一、目的

1.熟悉单个点电荷及一对点电荷的电势分布情况； 2.学会使用MATLAB进行数值计算，并绘出相应的图形； 二、原理

根据库仑定律：在真空中，两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在两个电荷的连线上，

?Q1Q2?R（式1）两电荷同号为斥力，异号为吸引力，它们之间的力F满足：F?k 2R?kQ?EE由电场强度的定义可知：?2R（式2）

R对于点电荷，根据场论基础中的定义，有势场E的势函数为U?kQ（式3） R在MATLAB中，由以上公式算出各点的电势U，可以用MATLAB自带的库函数绘出相应的电势分布情况。 三、MATLAB基本语法 (一)标识符与数

标识符是标志变量名、常量名、函数名和文件名的字符串的总称。 (二)矩阵及其元素的赋值

赋值就是把数赋予代表常量或变量的标识符。MATLAB中的变量或常量都代表矩阵，标量应看作1×1价的矩阵。赋值语句的一般形式为 变量=表达式（或数） 列如，输入语句 a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 则显示结果为 a=1 2 3 4 5 6 7 8 9

输入 x=[1 2 3 4 5 6 7

3-1电场（1）电荷及其守恒定律

一、同步知识梳理

基础知识：

1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷． 2．物体的带电方式有三种：

（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电．

（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另一端带上与带电体相 的电荷． （3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上．

3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ． 4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e，或者是电荷量e的整数倍．因此，电荷量e称为元电荷．电荷量e的数值最早由美国科学家 用实验测得的．

第四章 静止电荷的电场检测题

一、选择题

1．一均匀带电球面，电荷面密度为?，球面内电场强度处处为零，球面上面

元dS的一个电量为?dS的电荷元在球面内各点产生的电场强度 （ ）

(A) 处处为零；

(B) 不一定都为零； (C) 处处不为零； (D) 无法判定.

2．关于电场强度定义式E = F/q0，下列说法中哪个是正确的？ （ ）

(A) 场强E的大小与试探电荷q0的大小成反比；

(B) 对场中某点，试探电荷受力F与q0的比值不因q0而变； (C) 试探电荷受力F的方向就是场强E的方向；

(D) 若场中某点不放试探电荷q0，则F = 0，从而E = 0.

3．下列说法中哪一个是正确的？ （ ）

(A) 电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向. (B) 在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同. (C) 场强方向可由E= F/q定出，其中q为试验电荷的电量，q可正、可负，F为试验电荷所受的电场力.

(D) 以上说法都不正确.

z C B? 4. 在电场强度为E的匀强电场中,有一如图5.1所示的三棱柱,取表面的法线向

展示课教案：鲁科版高中物理选修3—1

第一章 静电场

第3节 电场及其描述

第一章 静电场

第3节 电场及其描述

【教材分析】

教材从电荷在电场中受力入手，引入了电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量。本节课主要由电场强度、点电荷的电场和电场强度的叠加、匀强电场三部分内容组成。原本都是很抽象的知识，通过与重力场做类比，引入试探电荷的方法，化抽象为具体，引领学生的认知。

【教学目标】 一、知识与技能

1．粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。

2．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场是客观存在的一种特殊的形态。 3．理解电场强度的概念及其定义，会根据电场强度的定义进行有关的计算。知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。

4．能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。

5．知道场强的叠加原理，并能应用这一原理进行简单的计算。 6.利用电场线描述电场，知道匀强电场的特点。 二、过程与方法

1

1．经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。

2．领略通过试探电荷在电场中所受静电力的方法来研究电场，体会理想模型、比值法、类比法等物理学研究方法

西北大学基础物理学习题集-----电荷和静电场（一）

班级

学号 第八次 电荷和静电场（一） 得分 姓名

基本内容和主要公式

1．电荷的基本特征：

(1) 分类：正电荷（同质子所带电荷），负电荷（同电子所带电荷）（2）量子化特

性（3）是相对论性不变量（4）微观粒子所带电荷总是存在一种对称性 2. 电荷守恒定律 ：

一个与外界没有电荷交换的孤立系统，无论发生什么变化，整个系统的电荷总量必定保持不变。 3．点电荷：

点电荷是一个宏观范围的理想模型，在可忽略带电体自身的线度时才成立。 4 库仑定律：

表示了两个电荷之间的静电相互作用，是电磁学的基本定律之一

?F12?14??0q1q2?r123r12是表示真空中两个静止的点电荷之间相互作用的规律

5. 电场强度 ：是描述电场状况的最基本的物理量之一，反映了电场的基本性质。

??FE?

q06. 电场强度的计算： （1）单个点电荷产生的电场强度，可直接利用库仑定律和电场强度的定义来求得

西北大学基础物理学习题集-----电荷和静电场（一）

班级

学号 第八次 电荷和静电场（一） 得分 姓名

基本内容和主要公式

1．电荷的基本特征：

(1) 分类：正电荷（同质子所带电荷），负电荷（同电子所带电荷）（2）量子化特

性（3）是相对论性不变量（4）微观粒子所带电荷总是存在一种对称性 2. 电荷守恒定律 ：

一个与外界没有电荷交换的孤立系统，无论发生什么变化，整个系统的电荷总量必定保持不变。 3．点电荷：

点电荷是一个宏观范围的理想模型，在可忽略带电体自身的线度时才成立。 4 库仑定律：

表示了两个电荷之间的静电相互作用，是电磁学的基本定律之一

?F12?14??0q1q2?r123r12是表示真空中两个静止的点电荷之间相互作用的规律

5. 电场强度 ：是描述电场状况的最基本的物理量之一，反映了电场的基本性质。

??FE?

q06. 电场强度的计算： （1）单个点电荷产生的电场强度，可直接利用库仑定律和电场强度的定义来求得

《大学物理Ⅱ》复习思考题

第7章 《静止电荷的电场》复习思考题

一、填空题

1. 在点电荷系的电场中，任一点的电场强度等于每个点电荷电场的 和，这称为场强叠 加原理 . 答案：矢量

2.电偶极子的电偶极矩是一个矢量，它的大小是ql（其中l是正负电荷之间的距离），它的方向是 由 电荷。 答案：负电荷指向正电荷

3无限大带电面，面电荷密度?，则其两面的电场强度大小 。 答案：

4. 静电场中某点的电场强度，其数值和方向等于 。 答案：单位正电荷在电场中所受的力

? 2?05.* 如图所示，正点电荷Q的电场中，A点场强为100N/C，C点场强为 36N/C，B是AC的中点，则B点的场强为________N/C。 答案：56.25N/C

6．如图所示, 真空中有两个点电荷, 带电量分别为Q和?Q, 相距2R。若以负电荷所在处O点为中心, 以R为半径作

高斯球面S, 则通过该球面的电场强度通量?e? 。 答案：?Q/?0

S a R ?Q O b 2R +Q